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PUT Nr.
8
FOrschungsmagazin der Bergischen UniversitätWuppertal
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Wintersemester 2012/2013
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Die neueWelt der weichen Elektronik: Elastisch dehnbare Elektronikbauteile
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bis zur ursprünglichen Spannung dehnbar (Abbil-
dung 4). Während sich das Substrat tatsächlich aus-
dehnt und zusammenzieht, werden die Dünnschichten
lediglich gebogen und entspannt.
Gemeinsam mit meinen damaligen Kollegen an
der Princeton University konnte ich zeigen, dass mi-
kroskopisch gefaltete Gold-Schichten einer Dicke von
20 Nanometern (Abbildung 4) in beliebige Richtun-
gen zerstörungsfrei über 40 % dehnbar sind, während
glatte Schichten bereits bei etwa 1% reißen (Abbil-
dung 1b). Sie behalten dabei eine Querleitfähigkeit,
wie man sie zum Bau effizienter Leuchtdioden, So-
larzellen und anderer Bauelemente braucht. Es zeigt
sich, dass Gold vor allem wegen seiner im Vergleich
zu anderen Metallen geringen Härte dehnbare Struk-
turen bilden kann. Mit der Verfügbarkeit leitfähiger
Gold-Elektroden werden auch komplexe dehnbare
Bauelemente denkbar, weil alle anderen funktionalen
Schichten aus deutlich weicheren organischen Mate-
rialien gebildet werden können.
Die Erforschung organischer Halbleiter, insbeson-
dere halbleitender Polymere hat an der Bergischen
Universität Wuppertal eine lange Tradition. So ver-
eint das Institut für Polymertechnologie unter Leitung
von Prof. Dr. Ullrich Scherf Arbeitsgruppen aus ver-
schiedenen Fachbereichen, die sich mit unterschied-
lichen Aspekten dieser Materialien beschäftigen, von
der Synthese über physikalische Aspekte bis hin zur
Dünnschichttechnologie von Polymeren insbesondere
mit Hilfe der Drucktechnik.
Schon 2010 konnte ich in Zusammenarbeit mit der
Professur für Elektronische Bauelemente an der Bergi-
schen Universität Wuppertal (Prof. Dr. Thomas Riedl)
einen dehnbaren organischen Laser demonstrieren,
der vollständig aus Polymeren bestand. Der Laserfarb-
stoff wurde auch hier durch eine Faltenstruktur dehn-
bar gemacht. Durch eine spezielle Technik wurden die
Falten aber zusätzlich veranlasst, sich selbstorganisiert
parallel in einem Abstand von exakt 320 Nanometern
anzuordnen. Das so entstandene Gitter bildet einen
Abb. 4: Faltenstruktur einer
so in beliebige Richtungen
dehnbaren Goldschicht.
Fig. 4: Wrinkling in a gold layer
stretchable in any direction.